Процессы с участием нейтральных скалярных и псевдоскалярных частиц в расширениях Стандартной модели тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.02 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

003052127

На правах рукописи

Демидов Сергей Владимирович

Процессы с участием нейтральных скалярных и псевдоскалярных частиц в расширениях Стандартной модели

01.04.02 — теоретическая физика АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

003052127

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ_

На правах рукописи

Демидов Сергей Владимирович

Процессы с участием нейтральных скалярных и псевдоскалярных частиц в расширениях Стандартной модели

01.04.02 — теоретическая физика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Работа выполнена в Отделе теоретической физики Института ядерных исследований Российской академии наук.

Научные руководители:

кандидат физико-математических наук, Д. С. Горбунов

доктор физико-математических наук,

академик РАН, В. А. Рубаков

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, Э. Э. Боос

доктор физико-математических наук, А. К. Лиходед

Ведущая организация:

Лаборатория теоретической физики им. Н. Н. Боголюбова Объединенного института ядерных исследований

0 3.2097

Защита^ диссертации состоится « » _ 2007 г. в

ж

_час. на заседании Диссертационного совета Д 002.119.01 Института ядерных исследований РАН (117312 Москва, проспект 60-летия Октября, дом 7а).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института ядерных исследований РАН.

28.0 2.2007

Автореферат разослан « »_2007 г.

Ученый секретарь Совета кандидат физико-математических наук

Б. А. Тулупов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Основой для описания явлений физики высоких энергий является Стандартная модель физики элементарных частиц, которая включает в себя электрослабые и сильные взаимодействия. На сегодняшний день Стандартная модель с большой точностью описывает широкий спектр явлений. Однако, имеются веские основания считать, что она не является окончательной теорией. Среди сугубо теоретических аргументов в пользу существования физики за пределами Стандартной модели можно отметить проблемы калибровочной иерархии, проблему квадратичных расходимостей, сильную СР-проблему и др. В последние годы предположения о существовании новой физики при энергиях, гораздо меньших чем планковский масштаб М\>\ или масштаб Большого объединения Мслл, получили серьезные экспериментальные подтверждения из разных областей физики. Одним из самых сильных указаний на существование физики за пределами Стандартной модели является экспериментальное обнаружение нейтринных осцилляций, которое говорит о том, что по крайней мере некоторые типы нейтрино имеют ненулевые массы. Кроме того, космологические наблюдения показали, что частицы Стандартной модели дают далеко не основной вклад в плотность энергии во Вселенной, а значительная ее доля представлена неизвестными частицами — "темной" материей.

В настоящее время предложено несколько классов моделей, которые расширяют Стандартную модель, решают некоторые ее внутренние проблемы и объясняют результаты последних экспериментов. Среди таких моделей можно выделить модели Большого объединения, теории с глобальной и локальной суперсимметрией, а также модели с дополнитель-

ными измерениями.

Как Стандартная модель, так и ее расширения содержат скалярные и/или псевдоскалярные поля, которые часто играют важную роль в описании многих механизмов в квантовой теории поля, как реализующихся в природе, так и гипотетических.

Одним из наиболее известных механизмов, в котором скалярные поля играют фундаментальную роль, является механизм Хиггса. Именно этот механизм в Стандартной модели отвечает за спонтанное нарушение электрослабой симметрии и тем самым за появление ненулевых масс у калибровочных \¥±- и Я°-бозонов. Фундаментальная скалярная частица — бозон Хиггса, является единственной до сих пор не обнаруженной частицей Стандартной модели. Поиск бозона Хиггса — это одна из приоритетных задач для ЬНС. Современные экспериментальные данные приводят к ограничению на его массу гп/, > 114.4 ГэВ, 95% СЬ. С другой стороны, глобальная подгонка электрослабых наблюдаемых позволяет получить верхнее ограничение тщ < 194 ГэВ, 90% СЬ.

Как отмечено выше, одними из интересных расширений Стандарт ной модели являются суперсимметричные модели. Если природа описывается суперсимметричной теорией, то симметрия между бозонами и фермионами должна быть нарушена спонтанно, поскольку при низких энергиях наблюдаемый спектр частиц явно не суперсимметричен. Во всех моделях со спонтанным нарушением глобальной суперсимметрии справедлив аналог теоремы Голдстоуна: в спектре частиц должен присутствовать безмассовый майорановский фермион (голдстино). Интересным представляется тот факт, что существует класс феноменологически приемлемых суперсимметричных моделей, в которых спонтанное

нарушение суперсимметрии происходит при энергиях, не сильно превышающих масштаб нарушения электрослабых взаимодействий. В таких моделях частицы супермультиплета, ответственного за спонтанное нарушение суперсимметрии — голдстино и его скалярный суперпартнер, сголдстино, могут быть достаточно легкими. Взаимодействия этих частиц, индуцирующие процессы с изменением аромата в нейтральных токах (РСКС), открывает возможности для поиска достаточно легкого сголдстино в редких распадах.

Недавно в эксперименте НурегСР (США, РегтПаЬ) были обнаружены три события распада Е+ —► с очень узким распределением по инвариантной массе мюон-антимюонной пары, которое указывает на то, что распад гиперона Е+ может происходить путем образования в промежуточном состоянии частицы Р°

£+ -> рР°,

которая в дальнейшем распадается по каналу -> /х+/х . При таком объяснении ее масса равна тпро = 214.3 ± 0.5 МэВ. В качестве одного из возможных объяснений результатов этого эксперимента была предложена гипотеза о псевдоскалярном сголдстино в суперсимметричных моделях с сохранением четности. Если такая гипотеза будет подтверждена в экспериментах, это может стать первым экспериментальным указанием на существование суперсимметрии в природе. Одной из задач диссертации является изучение возможности подтверждения или опровержения гипотезы о псевдоскалярном сголдстино путем исследования распадов псевдоскалярных П- и В-мезонов на векторные мезоны и сголдстино {Рв,о УР), а также распадов легких векторных мезонов (р, ш и ф) на сголдстино и фотон {У —> Р"/).

Для поиска бозона Хиггса в диапазоне масс 114 — 140 ГэВ на ЬНС в работах М. Н. Дубинина, В. А. Ильина и В. И. Саврина была предложена реакция рр —> 77 + ]еЛ. Хотя основным каналом для поиска хиггсовского бозона в рассматриваемом диапазоне масс на ЬНС будет полностью инклюзивная реакция рр —> 77, канал с дополнительной ад-ронной струей имеет, несмотря на меньшее сечение, большее отношение сигнала к фону. Кроме того, включение этой реакции в рассмотрение позволит повысить чувствительность ЬНС к параметрам моделей новой физики. Одними из задач диссертации являются вычисление значимости этого канала для хиггсовского бозона в порядке МЬО, исследование зависимости параметров реакции от параметров обрезания фазового пространства, а также изучение возможностей обнаружения в этом канале скалярного сголдстино и радиона — скалярной частицы, которая возникает в моделях с дополнительными пространственными измерениями.

Недавно в работах'Н. Аркани-Хамеда и С. Димопулоса, а также Дж. Ф. Джудиче и А. Романино были предложены модели с расщепленной суперсимметрией. Спектр частиц в этих моделях характеризуется двумя масштабами энергий. Все скалярные частицы, за исключением одного хиггсовского поля, имеют массы порядка масштаба расщепления тп3, который феноменологически может находиться в диапазоне 104 — 1014 ГэВ. За счет тонкой подгонки параметров один из СР-четных хиггсовских бозонов оказывается легким и приобретает вакуумное среднее V = 246 ГэВ. Кроме того, в этих моделях предполагается, что нарушение суперсимметрии произошло таким образом, что мягкие массы калибрино (суперпартнеров калибровочных бозонов) оказались порядка электрослабого масштаба. Это значит, что суперпартнеры хиггсовских и

калибровочных бозонов оказываются легкими. В моделях с расщепленной суперсимметрией автоматически решаются проблемы с большим количеством членов взаимодействия, которые могут приводить к феноменологически неприемлемым значениям для вероятностей процессов с нарушением аромата в слабых токах и чувствительным к СР-нарушениям наблюдаемых (например, электрическим дипольным моментам нейтрона и электрона). Кроме того, такие модели, как и другие суперсимметричные теории, обладают дискретной симметрией — Ячетностью. Как следствие, самый легкий из фермионного сектора суперпартнеров (хигг-сино и калибрино) является стабильным. Следовательно, если легчайшим оказывается одно из нейтралино, то оно оказывается идеальным кандидатом на роль темной материи. Кроме того, поскольку тяжелые скаляры — скварки и слептоны — образуют полные 517(5)-мультиплеты, то их отсутствие в низкоэнергетической теории не влияет на объединение калибровочных констант, которое имеет место в МССМ.

Интересной проблемой, которая не находит решения в рамках Стандартной модели, является проблема барионной асимметрии Вселенной. Экспериментальные наблюдения ограничивают барион-фотонное отношение в диапазоне

6.1 х Ю-10 < Ш < 6.9 х 1СГ10 . (1)

п7

Достаточно неестественно предполагать, что наблюдаемая асимметрия является начальным условием для эволюции Вселенной. Любой механизм, в котором барионная асимметрия образуется динамически, должен удовлетворять следующим условиям Сахарова :

• существование процессов, нарушающих барионное число,

• существование процессов, нарушающих С- и СР-четности,

• отклонение от термодинамического равновесия. В Стандартной модели непертурбативные процессы приводят к существованию процессов с нарушением барионного числа, которые могут происходить с достаточно высокой скоростью при высоких температурах. Одним из наиболее интересных сценариев для образования бари-онной асимметрии является механизм электрослабого бариогенезиса. В механизме электрослабого бариогенезиса предполагается, что электрослабый переход, который мог происходить при температурах порядка 100 ГэВ, является фазовым переходом сильно первого рода. Это значит, что он происходит путем образования пузырей нарушенной фазы, которые расширяются и сталкиваются, заполняя все пространство. В результате СР-нарушающего взаимодействия частиц с движущейся стенкой, а также процессов, нарушающих барионное число, которые активно происходят в симметричной фазе, внутри пузыря образуется ненулевая плотность барионного заряда. При этом для того, чтобы барионная асимметрия сохранилась после фазового перехода, процессы, нарушающие барионное число, должны быть достаточно сильно подавлены внутри пузыря. Это условие выглядит следующим образом

|>1-1, (2)

где Тс — критическая температура, а ьс — критическое значение хиггсов-ского поля при этой температуре. Непертурбативное изучение электрослабого перехода в Стандартной модели показало, что при современных ограничениях на массу хиггсовского бозона этот процесс не только не удовлетворяет условию (2), но и вообще не является фазовым переходом первого рода. Другой причиной, по которой в Стандартной модели не работает электрослабый бариогенезис, является малость СР-нарушения.

Одной из задач диссертации является построение модели с расщепленной суперсимметрией, в котором за счет динамики скалярных и псевдоскалярных полей мог успешно происходить электрослабый бариогене-зис.

Цель работы состоит в изучении феноменологии расширений Стандартной модели, которые включают в себя нейтральные скалярные и псевдоскалярные частицы и могут быть проверены как на действующих установках, так и в экспериментах ближайшего будущего.

Научная новизна и практическая ценность. В диссертации впервые исследованы возможности поиска псевдоскалярных сголдстино путем исследования распадов тяжелых псевдоскалярных И- и .В-мезонов, а также легких векторных р-, ш- и ^-мезонов. Хотя численные результаты для относительных вероятностей этих распадов были получены для конкретною значения массы сголдстино, выполненный анализ позволяет получать предсказания для ширин распадов в широком диапазоне масс.

Впервые вычислена значимость канала рр —> 77 + ¿еЬ для поиска бозона Хиггса на ЬНС в порядке НЬО. Изучена зависимость значимости и отношения сигнала к фону для этой реакции от параметров обрезания фазового объема, что даёт возможность выбрать оптимальные значения этих параметров. Впервые изучены возможности поиска скалярного сголдстино и радиона в реакции рр —» 77 +

Впервые предложена модель с расщепленной суперсимметрией, в которой за счет динамики скалярных и псевдоскалярных полей в некоторой области параметров возможно объяснение барионной асимметрии Вселенной в рамках электрослабого бариогенезиса. В рассмотренной модели изучены возможные кандидаты на роль темной материи. Получены

предсказания для электрических дипольных моментов нейтрона и электрона.

Апробация диссертации. Основные результаты, полученные в диссертации, докладывались в 2004-2006 гг. на научных семинарах ИЯИ РАН, НИИЯФ МГУ, на Международной конференции по физике высоких энергий и квантовой теории поля (Санкт-Петербург, 2004), 8-ой Международной Московской школе по физике (Отрадное, 2004), Европейской школе по физике высоких энергий (Китсбюэль, Австрия, 2005), Международных семинарах "Кварки-2004" (Пушкинские горы, 2004) и "Кварки-2006" (Репино, 2006).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 5 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из Введения, четырех глав основного текста и Заключения, содержит 110 страниц машинописного текста, в том числе 13 рисунков, 8 таблиц и список литературы из 174 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении вкратце обсуждаются недостатки Стандартной модели и некоторые наиболее интересные ее расширения. В частности, обсуждаются суперсимметричные теории, теории с дополнительными пространственными измерениями; обсуждаются некоторые механизмы возникновения (псевдо)скалярных частиц в этих моделях. Кратко изложено содержание диссертации.

В Главе 1 обсуждается вопрос о возможности подтверждения или опровержения гипотезы о псевдоскалярном еголдстино, которая была предложена для интерпретации результатов эксперимента НурегСР. Изу-

чаются распады тяжелых псевдоскалярных Б- и В-мезонов на векторный мезон и сголдстино, а также распады легких векторных р-, ш- и ^-мезонов на сголдстино и фотон.

В разделе 1.1, который носит вводный характер, обсуждаются результаты эксперимента НурегСР, касающиеся распада гиперона £+ на протон и мюон-антимюонную пару. Описывается гипотеза псевдоскалярного сголдстино массы 214.3 ГэВ. Кроме того, обсуждаются ограничения на параметры суперсимметричных моделей со сголдстино, которые следуют из такой интерпретации результатов эксперимента.

В разделе 1.2 рассматриваются распады

Рв,в - УР , (3)

где Рв,п — псевдоскалярные В- или .0-мезоны, "У — векторный мезон и Р — псевдоскалярное сголдстино. При этом образующееся сголдстино распадается в дальнейшем на мюон-антимюонную пару или два фотона, в зависимости от параметров модели. Используя общий вид взаимодействия сголдстино с частицами Стандартной модели, вычисляются ширины указанных распадов. Чтобы проиллюстрировать точность экспериментов, которая требуется для того, чтобы опровергнуть или подтвердить модель со сголдстино, сделаны оценки для относительных вероятностей этих распадов для трех типов суперсимметричных моделей, которые отличаются различной иерархией констант взаимодействия Ь^ и сголдстино с кварками. Получены численные результаты для относительных вероятностей следующих распадов:

В, -> фР(Р ц+ц~) , В$ К*°Р{Р -* ц+ц~) ,

в: - В*+Р{Р -> , в: д;+Р(Р -> /Х+/Х-),

В+ -» В*+Р(Р Ц+Ц-) ; В+ -» К*+Р(Р /¿V) .

£Г+ - р+Р(Р /XV) ,

В разделе 1.3 рассматриваются распады легких векторных р~, ш- и ф-мезонов У на псевдоскалярное сголдстино и фотон

Г Р7 . (4)

Изучаются два основных вклада в амплитуду распада (4), диаграммы для которых представлены на Рис. 1. Для этого выводится эффектив-

7

7

р р

а) б)

Рис. 1. Диаграммы, дающие вклад в амплитуды распадов "V —► 7Р.

ный лагранжиан для смешивания сголдстино с псевдоскалярными 7Г°—, г}- и »/-мезонами, в который дают вклады как непосредственные взаимодействия сголдстино с кварками, так и взаимодействия, обусловленные киральиой аномалией сильных взаимодействий. Обсуждаются предельные случаи для значений относительных вероятностей распадов р~, ш-и ^»-мезонов.

В Главе 2 рассматриваются перспективы поиска бозона Хиггса, ра-диона и скалярного сголдстино на ЬНС в реакции рр —> 77 + ]е1. В

случае хиггсовского бозона с использованием результатов, полученных другими авторами, вычисляется значимость этого канала в порядке NLO и обсуждаются перспективы его использования на LHC. Кроме того, в этой Главе обсуждаются возможности поиска других нейтральных скалярных частиц в рассматриваемом канале.

В разделе 2.1 обсуждается мотивировка использования канала рр —► 77 + jet на LHC для поисков хиггсовского бозона Стандартной модели. Описываются основные подпроцессы, дающие вклад в сечение сигнала этой реакции, а также вычисления, использующие программу СотрНЕР. Обсуждается выбор обрезаний фазового пространства, которые могут быть реализованы в эксперименте. Вычисляется значимость рассматриваемого канала для бозона Хиггса с учетом имеющиеся в литературе сведений о фоне для рассматриваемой реакции. Обсуждаются теоретические и экспериментальные неопределенности полученных результатов.

В разделе 2.2 рассматриваются возможности улучшения значимости и отношения сигнала к фону для рассматриваемого канала за счет изменения параметров обрезания фазового пространства. Рассматриваются обрезания по параметру y/s, где s = (р71 + р72 + Pjet)2, поперечному импульсу одного из фотонов рТр и псевдобыстроте адронной струи T]jet, и вычисляются значимости и отношения сигнала к фону при различных значениях параметров.

В разделе 2.3 проводится сравнительный анализ значимостей и отношений сигнала к фону в случае хиггсовского бозона для канала рр —> 77 + jet и для полностью инклюзивной реакции рр —► 77.

В разделе 2.4 обсуждаются возможности использования результатов, полученных в разделах 2.1 и 2.2 для хиггсовского бозона, при вычисле-

нии значимости рассматриваемой реакции в случае других нейтральных скалярных частиц. Предполагая, что эффективное взаимодействие новых скалярных нейтральных частиц имеет структуру, аналогичную случаю с хиггсовским бозоном, описывается простой метод получения сечения сигнала рассматриваемой реакции из соответствующего сечения для хиггсовского бозона. Обсуждаются пределы применимости рассмотренного метода.

В разделе 2.5 обсуждаются возможности поиска радиола на ЬНС в канале рр —> 77 + ¡е1. В диапазоне масс радиона 100 — 140 ГэВ получены максимальные значения радионного вакуумного среднего Аф, при котором эта частица может быть обнаружена в рассматриваемом канале.

В разделе 2.6 обсуждаются возможности поиска скалярного сголдсти-но в рассматриваемой реакции в диапазоне масс 100—300 ГэВ. Поскольку модели со сголдстино характеризуются ббльшим количеством параметров, чем модели с радионом, для численных расчетов выбраны две конкретные модели с различными иерархиями мягких масс суперпартнеров калибровочных бозонов и трилинейных констант скалярного взаимодействия. Для каждой модели получены предельные значения для масштаба нарушения суперсимметрии у/Р, при которых сголдстино можно будет обнаружить в рассматриваемой реакции.

В Главе 3 рассматривается модель с расщепленной суперсимметрией, в которой кроме спектра частиц минимальной модели, кратко описанной выше, в низкоэнергетической теории присутствуют также две скалярные частицы и один майорановский фермион. Предложенная модель мотивирована тем, что в минимальной модели, так же как и в Стандартной модели, не выполняются условия для успешного электрослабого барио-

генезиса — одного из основных механизмов, претендующих на роль объяснения наблюдаемой барионной асимметрии Вселенной. Причиной для этого является слишком слабый электрослабый фазовый переход. Дополнительные скалярные поля изменяют зависимость эффективного скалярного потенциала от средних значений полей и температуры, так, что в некоторой области параметров в модели становится возможен электрослабый фазовый переход сильно первого рода. Дополнительные частицы являются синглетами по отношению к калибровочной группе Стандартной модели. Следовательно, их влияние на ренормгрупповое поведение калибровочных констант появляется только на двухпетлевом уровне и не портит их объединение. В области параметров, в которой хиггсов-ский бозон не смешивается с остальными (псевдо)скалярами, изучается верхнее ограничение на его массу.

В разделе 3.1 рассматривается суперсимметричная модель с дополнительным синглетным суперполем и показывается, каким образом за счет специального выбора параметров можно сделать спектр этой модели расщепленным. Для этого выводятся условия минимизации древесного скалярного потенциала, а также используется массовая матрица (псевдоскалярных полей. После этого параметры модели подбираются таким образом, чтобы скалярный сектор теории на электрослабом масштабе включал один хиггсовский дублет, а также СР-четные и СР-нечетные скалярные поля. При этом легким также оказывается синглино.

В разделе 3.2 рассматривается эффективная теория модели, рассмотренной в разделе 3.1, на электрослабом масштабе. Находится массовая матрица легких скалярных полей. Вычисляются однопетлевые поправки к эффективному потенциалу низкоэнергетической теории.

В разделе 3.3 обсуждается пространство параметров модели. Описывается процедура использования уравнений ренормгрупиы для получения параметров низкоэнергетической теории. Пространство параметров выбирается таким образом, чтобы хиггсовский бозон не смешивался с остальными скалярами, что является ситуацией, наиболее близкой к случаю Стандартной модели. В этих предположениях находится зависимость массы бозона Хиггса от масштаба расщепления тп8.

В Главе 4 рассматриваются феноменологические аспекты неминимальной модели с расщепленной суперсимметрией. Изучается возможность образования барионной асимметрии во время электрослабого фазового перехода. Для иллюстрации этой возможности рассматриваются конкретные значения параметров модели, при которых фазовый переход является переходом сильно первого рода. Поскольку фазовый переход происходит путем образования пузырей, вероятность этого процесса должна быть достаточно большой, чтобы избежать перехода Вселенной в инфляционную стадию. Поэтому вычисляется критическая температура, при которой начинается образование пузырьков новой фазы. Далее вычисляется барионная асимметрия, которая образуется на стенках расширяющегося пузыря, и показывается, что наблюдаемое значение (1) может быть объяснено в рассмотренной модели. Кроме того, рассматриваются возможные кандидаты на роль темной материи. Естественным кандидатом является легчайшее из пяти нейтралино, которое стабильно благодаря наличию дискретной симметрии (/¿-четности) . Поскольку модель содержит дополнительные СР-нарушающие взаимодействия, вычисляется, какой вклад они могут давать в чувствительные к этому нарушению наблюдаемые — электрические дипольные моменты электрона и

нейтрона.

В разделе 4.1 с помощью метода эффективного потенциала при конечных температурах исследуется вопрос о возможности существования пространства параметров рассмотренной модели, при которых электрослабый переход является фазовым переходом сильно первого рода. Представлен конкретный пример профиля критического пузыря, критическое значение свободной энергии и критическая температура. Обсуждается вопрос о применимости теории возмущений для вычисления эффективного потенциала.

В разделе 4.2 изучается вопрос об образовании барионной асимметрии в рассмотренной модели.

В подразделе 4.2.1 обсуждается механизм электрослабого бариогене-зиса. Описывается квазиклассическая картина образования асимметрии между локальными плотностями частиц и античастиц. Для вычисления асимметрии различных типов частиц используется диффузионное приближение.

В подразделе 4.2.2 рассматриваются уравнения диффузии для плотностей тяжелых Ь- и ¿-кварков, хиггсовских бозонов и хиггсино. Эти уравнения упрощаются в предположении о том, что юкавские взаимодействия и процессы с участием сильных сфалеронов находятся в равновесии. Последнее приближение в пределе безмассовых кварков приводит к нулевой асимметрии в плотности левых кварков и, следовательно, к нулевой барионной асимметрии. Обсуждается вопрос о причине этого подавления и поправки, которые возникают из-за существования ненулевых масс кварков.

В подразделе 4.2.3 обсуждается вопрос о СР-нарушающих источни-

ках в уравнениях диффузии, которые выражаются через элементы массовой матрицы заряженных суперпартнеров калибровочных и хиггсов-ских бозонов — чарджино.

В подразделе 4.2.4 обсуждаются параметры, которые используются для численных расчетов, и приводятся результаты вычислений для отношения остаточной барионной плотности к плотности энтропии.

В разделе 4.3 рассматривается вопрос о возможных кандидатах на роль темной материи в рассмотренной модели с расщепленной суперсимметрией. Описывается общая схема вычисления распространенности реликтовых нейтралино в современной Вселенной. Исследована возможность одновременного объяснения проблемы темной материи и проблемы барионной асимметрии.

В разделе 4.4 получены предсказания для электрических дипольных моментов нейтрона и электрона в рассмотренной модели.

В Заключении перечислены основные результаты, полученные в диссертации.

Для защиты выдвигаются следующие результаты, полученные в диссертации:

1. Изучены возможности подтверждения гипотезы о легком сголдсти-но массы 214.3 МэВ, предложенной для объяснения результатов эксперимента НурегСР (США, ЕегтНаЬ), путем исследования распадов мезонов. Показано, что относительные вероятности распадов тяжелых псевдоскалярных .О- и 5-мезонов с сголдстино в конечном состоянии для наиболее типичных моделей с низкоэнергетическим масштабом нарушения суперсимметрии составляют Ю-9—10_б, что позволит проверить самые перспективные из них на существующих

В-фабриках. Относительные вероятности распада (/»-мезона лежат в диапазоне 1.8 • Ю-13 1.6 • 10~7, а для р- и ш-мезонов они составляют Ю-14 -Ь 3.4 • 10~7.

2. Проведена оценка значимости канала рр —> jet + II (II —> 77) для поиска бозона Хиггса и других скалярных нейтральных частиц на LHC в порядке NLO. В согласии с вычислениями других авторов показано, что хиггсовский бозон Стандартной модели может быть обнаружен при интегральной светимости ускорителя в 30 фбн-1. Показано, что значимость рассмотренной реакции может быть увеличена на 10 — 40% за счет выбора оптимального набора параметров обрезания в фазовом пространстве. Показано, что канал рр —» 77 +jet позволит обнаружить или поставить ограничения на модели с радионом и сголдстино. Для радиопа массы 100—140 ГэВ предел чувствительности канала к вакуумному среднему Аф составляет 2 — 4 ТэВ. Для моделей с массой сголдстино 100 — 350 ГэВ предел на масштаб нарушения суперсимметрии y/F составляет для типичных параметров модели 6 — 12 ТэВ в зависимости от набранной статистики.

3. Построена модель с расщепленной суперсимметрией, содержащая дополнительные по сравнению с минимальным случаем скалярное и псевдоскалярное поля, а также майорановский фермион, которые являются синглетами по отношению к калибровочной группе Стандартной модели. Показано, что в предложенной модели в области параметров, в которой хиггсовский бозон не смешивается с остальными скалярными полями, его масса может достигать 140—160 ГэВ в зависимости от масштаба расщепления. Показано, что в модели

могут выполняться условия для существования фазового перехода сильно первого рода, и в ее рамках может быть объяснено наблюдаемое значение барионной асимметрии. Показано, что самое легкое нейтралино может играть роль темной материи, причем в некоторой области параметров оно состоит в основном из синглино. Получены предсказания для электрических дипольных моментов электрона и нейтрона.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. S. V. Demidov. Electroweak phase transition in split SUSY // -Surveys High Energ. Phys. -2004. -19. -p. 211.

2. S. V. Demidov. Search for Higgs boson and other neutral scalar particles in association with high energy jet at LHC // -In: Proc. of 13th Int. Sem. "Quarks-2004", ed. by D. G. Levkov, V. A. Matveev, V. A. Rubakov, -2005. -Vol.1, -p.321.

3. S. V. Demidov and D. S. Gorbunov. LHC Prospects in Searches for Neutral Scalars in pp —► 77+jet: SM Higgs Boson, Radion, Sgoldstino // -Ядерная физика. -2006. -т. 69. -стр. 712.

4. S. V. Demidov and D. S. Gorbunov. More about Sgoldstino Interpretation of HyperCP Events // -Письма в ЖЭТФ. -2006. -т. 84. -стр. 479.

5. S. V. Demidov and D. S. Gorbunov. Non-minimal Split Supersymmetry // -2007. -JHEP. -02. -p. 055.

Ф-т 60x84/8. Уч.-изд.л. 1,0 Зак. № 21753 Тираж 100 экз.

Бесплатно

Отпечатано на компьютерной издательской системе Издательский отдел Института ядерных исследований Российской академии наук 117312, Москва, проспект 60-летия Октября, 7а

Введение

1. Перспективы поиска легкого сголдстино в распадах мезонов

1.1 Интерпретация результата эксперимента НурегСР.

1.2 Распады В- и D-мезонов с участием сголдстино.

1.3 Распады легких векторных мезонов с участием сголдстино.

2 Перспективы поиска нейтральных скалярных часчиц на LHC в канале pp-+Ti+Jet

2.1 Бозон Хиггса в реакции рр —> "п -f jet.

2.2 Зависимость значимости Ns/\fNs от параметров обрезания фазоboi о объема

2 3 Сравнение реакций рр —> 77 и рр —> 7", + jet

2.4 Возможности изучения некоюрых обобщений Стандартной модели в реакции рр —> 77 + jet.

2 5 Радион в реакции рр —* 7", + jet.

2.6 Сголдстино в реакции рр —> 7"/ + jet.

3 Неминимальная модель с расщепленной суперсимметрией: мотивация и построение

3.1 Расщепленная суперсимметрия и проблема барионной асимметрии

3.2 Описание модели.

3.2.1 Расщепление НМССМ.

3.2.2 Низкоэнергетическая теория.

3.3 Параметры модели и масса бозона Хиггса

4. Неминимальная модель с расщепленной суперсимметрией: феноменологические аспекты

4.1 Электрослабый фазовый переход.

4.2 Образование барионной асимметрии.

4 2.1 Описание механизма и основные взаимодействия

4.2.2 Уравнения диффузии и приближения.

4 2.3 CP-нарушающие источники.

4.2.4 Численные результаты.

4 3 Возможные кандидаты на роль темной материи.

4.4 Электрические дипольные моменты электрона и нейтрона.

Базой для описания явлений физики высоких энергий является Стандартная модель физики элементарных частиц. Она включает в себя электрослабые SUL{2) х UY{1) [1, 2, 3] и сильные SUC{3) [4, 5, 7, б, 8, 9, 10] взаимодействия. На сегодняшний день Стандартная модель с большой точностью описывает широкий спектр явлений. Однако, существуют основания считать, что Стандартная модель не является окончательной теорией. Возможно, одним из основных ее недостатков является тот факт, чю она не включает описания гравитационных взаимодействий, фундаментальная квантовая теория которых до сих пор не построена.

Существуют сугубо теоретические аргументы в пользу существования физики за пределами Стндартной модели. Так, квантовые поправки к массе бозона Хиггса оказываю юя квадратичными ио масштабу обрезания Стандартной модели Асм- Это означает, что если масштаб Асм был бы порядка массы Планка Мщ или предполагаемого масштаба Большою объединения Л/gut ~ Ю1С ГэВ, те. Сшщартная модель была бы применима впжмь до этих энергий, то между ее параметрами должно было бы произойти невероятно сильное случайное сокращение. Эта тонкая подстройка параметров необходима, чтобы масса хиггсовского бозона оказалась порядка электрослабого масштаба mew ~ 100 ГэВ, т.е. много меньше Асм

В последние годы предположения о существовании новой физики на энергиях, гораздо меньших, чем Mpi или MquTj получили серьезные экспериментальные подтверждения из разных областей физики. Одним из самых сильных указаний на существование физики за пределами Стандартной модели является экспериментальное обнаружение нейтринных осцилляций [11, 12, 13], которое говорит о том, что ио крайней мере некоторые типы нейтрино имеют ненулевые массы.

Кроме того, прецизионные измерения анизотропии реликтового излучения [14, 15] и наблюдения крупномасштабной структуры Вселенной [16] позволили установить ее современный состав. Оказалось, что частицы, входящие в Стандартную модель, даюг менее чем 5%-ный вклад в современную полную плотность энергии Вселенной. Самую значительную часть плотности энергии (примерно 70%) составляет неизвестная компонента — 'темная" энергия. Именно она отвечает за наблюдаемое ускоренное расширение Вселенной. Другая существенная (порядка 25%) компонента — Темная" материя — представлена, предположительно, до сих пор неизвестными частицами, которые слабо взаимодействуют с частицами Стандартной модели, однако оказывают сильное влияние на расширение Вселенной и доминируют при образовании в ней структур.

В настоящее время предложено несколько классов моделей, которые расширяют Стандартную модель, решают некоторые ее внутренние проблемы и обьясняют результаты последних экспериментов. Среди таких моделей можно выделить модели Большого обьединения, теории с глобальной и локальной суперсиммефией, а также модели с дополнительными пространственными измерениями.

Как Стандартная модель, так и многие ее расширения содержат скалярные и/или псевдоскалярные частицы. С точки зрения квантовой теории поля такие частицы являются простейшими типами квантовых возбуждений и описываются скалярными нолями. Однако, несмотря на свою простоту они часто играют важную роль в описании многих механизмов в квантовой теории поля, как реализующихся в природе, так и гипотетических

Одним из наиболее известных механизмов, в котором скалярные поля играют фундаментальную роль, является механизм Хиггса [17, 18, 19, 20, 21]. Именно этот механизм в Стандартной модели отвечает за спонтанное нарушение электрослабой SUi{2) х Uy{ 1) симметрии и тем самым за появление ненулевых масс у калибровочных W±- и £°-бозонов. Фундаментальная скалярная частица — бозон Хиггса — является единственной до сих пор не обнаруженной частицей Стандартной модели.

Другой механизм, в котором часто оказываются задействованы (псевдо)-скалярные частицы — явление спонтанного нарушения глобальной симметрии. В этом случае согласно теореме Голдстоуна [22, 23, 24] в спектре присутствуют безмассовые (исевдо)скаляры. При этом взаимодействия голдсто-уновских бозонов однозначно определяются симметрийными свойствами рассматриваемой модели. Наиболее известной реализацией этого механизма в природе является явление спонтанного нарушения (приближенной) кираль-ной симметрии в квантовой хромодинамике (КХД). При этом несмотря на сильную динамику фундаментальных степеней свободы — кварков и глюо-нов, удается получить эффективное пизкоэнергетическое описание взаимодействий голдсюуновских бозонов — пионов.

Другим примером является известное решение сильной CP проблемы с помощью введения глобальной U( 1) симметрии (механизм Печчеи-Куинн) [25, 26]. В этом механизме спонтанное нарушение абелевой симметрии приводит к появлению в низкоэнергетическом спектре псевдоскалярной частицы — аксиона, а CP-нарушающий параметр в ecieciвенным образом обращается в нуль.

Как уже было отмечено выше, одними из наиболее перспективных расширений Стандартной модели являются суперсимметричные модели [27]. В рамках этих теорий получает естественное разрешение проблема тонкой подстройки параметров. А именно, в суперсиммегричных теориях упомянутые выше квадратичные расходимости в квантовых поправках сокращаются между бозонными и фермионными вкладами. Таким образом, иерархия между масштабами оказывается стабильной относительно квантовых поправок.

Если природа описывается суперсимметричной теорией, то суперсимметрия должна быть нарушена спонтанно, поскольку при низких энергиях наблюдаемый спектр частиц явно не суиерсимметричеи. Поскольку динамика, ответственная за это нарушение, неизвестна, его влияние учитывается добавлением в лагранжиан "мягких" слагаемых, появление которых не приводит вновь к существованию квадратичных расходимостей. Во всех моделях со спонтанным нарушением глобальной суперсимметрии справедлив аналог теоремы Голдстоуна: существует безмассовый майорановский фермион (голдстино), который является фермионной компонентой того кирального суиермультиплета, в котором приобретает ненулевое вакуумное среднее вспомогательное поле, что и приводит к нарушению суперсимметрии. В теориях с локальной суперсимметрией голдстино становится продольной компонентой гравитино, суперпартнера гравитона. Таким образом, в результате еуперсим-метричного аналога механизма Хиггса [28] гравитино приобретают массу.

Интересным преде 1авляе1ся тот факт, что существует класс феноменологически приемлемых суперсимметричных моделей, в коюрых спонтанное нарушение суиерсимметрии происходит при энергиях, не сильно превышающих масштаб нарушения электрослабых взаимодействий. Такая иерархия масштабов возникает в некоюрых моделях с гравитационным [29, 30, 31] и калибровочным [32, 33] механизмами передачи нарушения суперсимметрии. В таких моделях частицы супермультиплета, ответственного за спонтанное нарушение суиерсимметрии — голдстино и его скалярный суперпартнер, сюлдстино — могут быть достаточно легкими. Феноменология таких моделей и перспективы поиска голдстино и сголдстино в современных экспериментах изучались в работах [34, 35, 31, 36, 37, 38, 39, 40, 41]. Одним из наиболее интересных аспектов взаимодействия таких частиц с полями Стандартной модели является существование взаимодействий, индуцирующих процессы с изменением аромата в нейтральных токах (FCNC) [42, 43]. Это обстоятельство открывает возможности для поиска достаточно легкого сголдстино в редких распадах (см., например, работы [44, 45, 46, 47]).

Суперсимметричные расширения Стандартной модели интересны также с той точки зрения, что они естественным образом могут быть включены в теории Большого объединения. Это позволяет описывать различные калибровочные взаимодействия как имеющие единую природу. Так, в минимальной суиерсимметричной Стандартной модели (МССМ) объединение калибровочных констант достигается на масштабе Mgut ~ Ю1С ГэВ.

Другим феноменологическим аспектом суперсиммегричных моделей типа МССМ и ее расширений является предсказание существования относительно легких нейтральных фермионов — нейтралино. Эти частицы слабо взаимодействуют с нолями Стандартной модели, однако они могли образовываться на ранних этапах эволюции Вселенной. Важным классом суперсимметричных теорий являются модели, обладающие Я-симмегрией. В таких моделях получает естественное объяснение подавление процессов с нарушением бари-онного и лептонных чисел. Феноменологически интересным следствием R-чегносги является стабильность самой легкой частицы среди суперпаргнеров При некоторых значениях параметров такой частицей оказывается фермион и, если это нейтралино, то он может быть идеальным кандидатом на роль '•юмной'" материи.

В минимальных суперсимметричных расширениях Стандартной модели масса самого легкого хиггсовского бозона оказывается ограниченной сверху значиюльно сильнее, чем это имеет место в Стандартной модели. Напомним, что в последней значения масштаба физического обрезания Асм и массы бозона Хиггса не могут быть выбраны независимо друг от друга. Дейс1ви-тельно, если предполагать справедливость теории возмущений для константы самодействия Л, определяющей массу хиггсовского бозона, то масштаб обрезания Асм должен быть меньше масштаба энергий, который соответствует полюсу Ландау для константы А. Это означает, что при известном масштабе обрезания это условие дает ограничение сверху на массу бозона Хиггса (см., например, [48]). В суперсимметричных теориях подобное ограничение не связано с масштабом обрезания, а возникает уже на древесном уровне, поскольку суперсимметрия связывает константы скалярного самодействия и калибровочные константы. В результате, в большинстве суперсимметричных расширений Стандартной модели масса легчайшего бозона Хиггса не может сильно превышать массы калибровочных W£- и £°-бозонов. Так, в МССМ это ограничение составляет, с учетом петлевых поправок [49], т/, < 135 ГэВ. В расширениях МССМ эти ограничения могут быть несколько ослаблены, однако в широком классе моделей отмеченное выше свойство является общим.

Недавно был предложен другой класс суперсимметричных моделей — теории с расщепленной суперсимметрией [50, 51, 52]. Спектр частиц в этих моделях характеризуется двумя масштабами энергий. Все скалярные частицы, за исключением одного хигтсовского поля, имеют массы порядка масштаба расщепления тп$, который феноменологически может находиться в диапазоне 104 - 1014 ГэВ Один из CP-четных хиггсовских боюнов оказывается легким и приобретает вакуумное среднее v = 24G ГэВ; тем самым весь спектр Стандартном модели оказывается на электрослабой шкале. Такая ситуация реализуемся за счет явной тонкой подгонки массовых парамс1ров в хиггсовском секторе МССМ. Кроме того, в этих моделях предполагаемся, что нарушение суперсиммегрии произошло таким образом, что мягкие массы калибрино (супериартнеров калибровочных бозонов) оказались порядка электрослабого масипаба. Эю значит, что суиерпартнеры хиггсовских и калибровочных бозонов оказываются легкими. Отметим, что иерархия MQ ~ А <С т, где Ма — мягкие массы калибрино, А — масштаб трилинейных констант взаимодействия и т — масштаб мягких масс суперскаляров, оказывается стабильной по отношению к квантовым поправкам. В работах [52, 53] приведены примеры моделей спонтанного нарушения суперсимметрии, в которых может реализоваться подобная иерархия.

В общем случае в МССМ и ее расширениях мягкие массы скварков и слеи-тонов могут приводить к феноменологически неприемлемым значениям для вероятностей процессов с изменением ароматов в нейтральных токах. Это приводит к ограничениям на возможную иерархию и величины мягких масс.

В моделях с расщепленной суперсимметрией проблема с FCNC решается автоматически, поскольку скварки и слептоны являются тяжелыми и слабо влияют на физику на электрослабом масштабе. Кроме того, такие модели, как и другие суперсимметричные теории, обладают дискретной симметрией — Я-четностью. Как следствие, самый легкий из фермионного сектора суперпартнеров (хиггсино и калибрино) становится стбильным. Следовательно, если легчайшим оказывается одно из нейтралино, то оно оказывается идеальным кандидатом на роль темной материи. Кроме того, поскольку тяжелые скаляры — скварки и слептоны — образуют полный 57У(5)-мультиплег, то их отсутствие в низкоэнергетической теории не влияет на обьединение калибровочных констант, которое, как уже упоминалось, имеет место в МС-СМ. Хотя эти модели являются мягко нарушенными сунерсимметричными теориями, тем не менее суиерсимметрия не проявляется при низких энергиях Так, спектр частиц на электрослабом масштабе явно не суперсимметричен, а между различными константами взаимодействия отсутствую! строгие cooi-ношения, типичные для суиерсимметричных теорий [54]. Одним из следствий этою является ослабление верхнего ограничения на массу хиггсовского бозона до 150- 160 ГэВ (50, 54].

В последнее время активно 0бсуждаю1ся теории с дополнительными измерениями (обзоры этих моделей можно найти в работе [55]). С точки зрения возможности решения проблемы иерархии значительный интерес представляет сценарий Рэндалл-Сандрума [56].Одним из интересных феноменологических следствий этой модели является предсказание существования наряду с калуца-клейновскими состояниями также безмассового возбуждения, которое возникает из гравитационного сектора, связанного с дополнительными измерениями, — радиона (модуля). С точки зрения четырехмерного наблюдателя эта частица является скаляром. Однако, чтобы избежать феноменологических ограничений, в частности, нарушения принципа эквивалентности, у радиона должна возникать ненулевая масса. Это может происходить, например, за счет механизма Голдбергера-Вайза [57, 58]. Интересной особенностью этого механизма является предсказание того, что масса радиона должна быть несколько меньше масс возбуждений Калуцы-Клейна [60]. По эгой причине радион, возможно, будет доступен для ускорительных экспериментов ближайшего будущего (LHC). Феноменология стабилизированного радиона обсуждалась в работах [58, 59, 60].

Интересной проблемой, которая не находит решения в рамках Стандартной модели, является проблема барионной асимметрии Вселенной. Экспериментальные наблюдения ограничивают барион-фоюнное отношение в следующем диапазоне [14, 15, 61]

6.1 х Ю"10 < — < 6.9 х Ю"10 . (1) п7

В силу СРТ-теоремы такие фундаментальные свойства, как массы и времена жизни для частиц и ain ичастиц соыгадают в локальной лоренц-инвариан гной квантовой теории. Следовательно, достаточно неестественно предполагать, что наблюдаемая асимметрия является начальным условием для эволюции Вселенной или, что то же самое, еще одной фундаментальной постоянной.

Любой механизм, в котором барионная асимметрия образуется динамическим образом, должен удовлетворяв следующим трем условиям (условия Сахарова) [62. 63]

• существование процессов, нарушающих барионное число,

• существование процессов, нарушающих С- и СР-четности,

• отклонение от термодинамического равновесия

В Стандартной модели барионное число сохраняется в рамках теории возмущений. Однако сложная структура вакуума электрослабой теории, а именно, существование топологически различных основных состояний, приводит к возможности туннелирования из одного основного состояния в другие [64, 65, 66]. Такие процессы в Стандартной модели сопровождаются нарушением барионного числа [67, 68], однако, они экспоненциально подавлены при достаточно низких энергиях. Это служит объяснением тому, что подобные процессы до сих пор не были обнаружены экспериментально. Тем не менее, при достаточно высоких температурах, процессы перехода из одного основного состояния в другое становятся возможными за счет тепловых флуктуаций. В этом случае процессы, нарушающие барионное число, — сфалеронные переходы — могут происходить с заметной скоростью [69]. Одним из наиболее интересных сценариев для образования барионной асимметрии являе1ся механизм электрослабою бариогенезиса (см., например, обзоры [70, 71, 72]). Если Вселенная была разогрета до температур порядка нескольких со юн ГэВ и выше, то она могла находиться в симметричной фазе, в которой электрослабая симметрия восстновлена [73, 74]. Тогда в процессе расширения и остывания Вселенной при температурах порядка 100 ГэВ мог происходить фазовый переход из симметричной фазы в нарушенную В механизме электрослабою бариогенезиса предполагается, что электрослабый фазовый переход являйся фазовым переходом сильно первого рода. Эю значит, что он происходит путем образования пузырей нарушенной фазы, коюрые расширяются и сталкиваются, заполняя все пространство. Вдали от стенок пузыря (снаружи и внутри него) плазма находится в термодинамическом равновесии Однако на аенках расширяющегося пузырька может возникать значительное отклонение от термодинамического равновесия. В результате CP-нарушающего взаимодействия частиц с движущейся стенкой, а также процессов, нарушающих барионное число, которые активно происходят в симметричной фазе, внутри пузыря образуется ненулевая плотность барионного заряда При этом для того, чтобы барионная асимметрия сохранилась после фазового перехода процессы, нарушающие барионное число, должны быть достаточно сильно подавлены внутри пузыря. Условие на малость сфалеронных переходов в нарушенной фазе выглядит следующим образом [75], где Тс — критическая температура, a vc — критическое значение хиггсовско-го поля при этой температуре. Непертурбативное изучение электрослабого перехода в Стандартной модели показало [76, 77], что при современных ограничениях на массу хиггсовского бозона этот процесс не только не удовлетворяет условию (2), но и вообще не является фазовым переходом первого рода. Поэтому отклонение от термодинамического равновесия при переходе из симметричной фазы в нарушенную в Стандартной модели невелико.

Другой причиной, по которой в Стандартной модели не работает электрослабый бариогенезис, являе1ся малость CP-нарушения. Единственной величиной, нарушающей СР-четность в Стандартной модели, является фаза матрицы Кабиббо-Кобаяши-Маскава. Для процессов, происходящих во время электрослабого фазового перехода, характерным безразмерным СР-нарушающим параметром является детерминант Ярлског [78]

J = sin 0i2 sin Оо-) sin 0i3 sin 5cp (rrtf — mc) (mf — rn2u) x *> о\ / о ">\ I '' '1\ ( ^ 2\ \mc - mu) (4 - Щ) (Щ - md) [Щ - ™d), который обефазмеривается характерным масппабом энергий, т.е температурой, ~ НГ" при 100 ГэВ.

Очевидно, этот параметр слишком мал (не говоря уже о том, что скорость сфалеронных переходов вносит дополнительную малость), чтобы объяснить наблюдаемое значение барионной асимметрии (1).

Во многих расширениях Стандартной модели могут создаваться все необходимые условия для успешного бариогенезиса. Особенно активно этот механизм изучался в МССМ и ее расширениях [79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88]. В этих моделях в создании условий для образования барионной асимметрии важную роль играют относительно легкие скалярные частицы (суперпартнер топ-кварка или синглет). Их взаимодействия с хиггсовским бозоном изменяют зависимость свободной энергии от значения хиггсовского поля, и, в некоторых случаях, фазовый переход сильно первого рода становится возможным [89, 90].

Следует отметить, что существуют другие подходы к решению проблемы барионной асимметрии. Среди возможных механизмов можно отметить леп-'югенезис, интерес к которому в последнее время усилился из-за упомяну!ого выше экспериментального указания на существование ненулевых масс нейтрино. Рассматриваются и другие возможности — CP-асимметричные распады гипотетических тяжелых частиц, механизм Аффлека-Дайна и другие (обзор различных механизмов можно найти в работе [91]).

В настоящей диссертации изучаются феноменологические проявления некоторых скалярных и псевдоскалярных частиц, возникающих в расширениях Стандартной модели.

Диссертация состоит из введения, четырех глав основною текста, двух приложений и заключения.

Заключение

В заключение перечислим основные результаты, полученные в диссертации:

Изучены возможности подтверждения гипотезы о легком сголдстино массы 214.3 МэВ, предложенной для объяснения результатов эксперимента НурегСР (США, Fermilab), путем исследования распадов мезонов. Показано, что относительные вероятности распадов тяжелых псевдоскалярных D- и 2?-мезонов с сголдстино в конечном момтоянии для наиболее типичных моделей с низкоэнергетическим масштабом нарушения суперсимметрии составляют 10~9 — 10"°, что позволит проверить самые перспективные из них на существующих В-фабриках. Относительные вероятности распада <р-мезона лежат в диапазоне 1.8 • 10~13-f-1.6 • 10"7, а для р- и w-мезонов они составляют 10~и 4- 3.4 • 10~7.

Проведена оценка значимости-канала рр jet + Н (II —> 77), для поиска бозона Хиггса и других скалярных нейтральных частиц на LHC в порядке NLO. В согласии с вычислениями других авторов, показано, что хиггсовский бозон Стандартной модели может быть обнаружен при интегральной светимости ускоршеля в 30 фбн-1. Показано, что значимость рассмотренной реакции может быть увеличена на 10-40% за счет выбора ошимального набора параметров обрезания в фазовом пространстве Показано, что канал рр —* 77 + jet позволит обнаружить или поставить ограничения на модели с радионом и сголдспшо. Для радиона массы 100 — 140 ГэВ предел чувствительности канала к вакуумному среднему А^ составляет 2 — 4 ТэВ. Для моделей с массой сголдстино 100-350 ГэВ предел на масштаб нарушения суперсимметрии \J~F составляет для типичных параметров модели 6-12 ТэВ в зависимости от набранной статистики.

Построена модель с расщепленной суперсимметрией, содержащая дополнительные по сравнению с минимальным случаем скалярное и псевдоскалярное поля а также майорановский фермион, которые являются синглетами но отношению к калибровочной группе Стандартной модели. Показано, что в предложенной модели в области параметров, в которой хиггсовский бозон не смешивается с остальными скалярными полями, его масса может достигать 140—160 ГэВ, в зависимости от масштаба расщепления. Показано, что в модели выполняются условия для существования фазового перехода сильно первого рода, и в ее рамках может быть обьяснено наблюдаемое значение барионной асимметрии. Показано, что самое легкое нейтралино может играть роль темной материи, причем в некоторой области параметров оно состоит в основном из синглино. Получены предсказания для электрических дипольных моментов электрона и нейтрона

Автор хотел бы выразить глубокую признательность своим научным руководителям Д. С Горбунову и В. А. Рубакову за плодотворное сотрудничество, постоянное внимание к работе и критические замечания.

Авюр глубоко благодарен Д. Г Левкову, В А. Кузьмину, Н. В Красникову, М. В Либанову, Э. Я Нугаеву, Г. И Рубцову, С. В. Троицкому и С М. Сибирякову за мноючисленные плодотворные обсуждения и критику.

Авюр благодарен всем сотрудникам и аспирантам Отдела теоретической физики за доброжелательность и теплую атмосферу в период работы над диссертцией.

1. S. L. Glashow, Partial Symmetries Of Weak 1.teractions // -Nucl. Phys. -1961. -22. -p. 579.

2. S. Weinberg, A Model Of Leptons // -Phys Rev. Lett. -1967. -19 -p. 1264.

3. A. Salam, Weak and Electroweak Interactions of Leptons // -In: Proceedings of the Eighth Nobel Symposium, ed. N Svartholm, -1968. -p. 367.

4. H. H. Боголюбов, Б В Струминский, А. Н. Тавхелидзе, К вопросу о сотавных моделях в теории элементарных частиц // -Дубна. -1965. -13 с. (Препринт ОИЯИ, Д-1986).

5. М. Y. Han and Y Narnbu, Three-triplet model with double SU(3) symmetry // -Phys. Rev. -1965. -139. -p. B1006.

6. D .1. Gross and F. Wilczek, Ultraviolet Behavior of Non-abelian Gauge Theories // -Phys Rev Lett. -1973 -30 -p. 1343.

7. H. D. Politzer, Reliable Perturabtive Results for Strong Interactions'1', -Phys. Rev. Lett -1973. -30. -p. 1346.

8. D. J. Grobb and F Wilczek, Asymptotically Free Gauge Theories 1 // -Phys. Rev. -1973. -D8. -p. 3633.

9. H. Fritzsch, M Gell-Mann and H. Leutwyler, Advantages Of The Color Octet Gluon Picture // -Phys. Lett. -1973 -B47. -p. 365.

10. D. J. Gross and F Wilczek, Asymptotically Free Gauge Theories. 2 //-Phys Rev. -1974. -D9. -p. 980. 11. Y. Fukuda et al Super-Karniokande Collaboration., Evidence for oscillation of atmospheric neutrinos // -Phys. Rev. Lett. -1998. -81. -p. 1562.

11. Q. R Ahmad et al. SNO Collaboration., Direct evidence for neutrino flavor transformation from neutral-current interactions in the Sudbury Neutrino Observatory // -Phys. Rev. Lett. -2002. -89. -p. 011301.

12. T. Araki et al. KamLAND Collaboration., Measurement of neutrino oscillation with KamLAND: Evidence of spectral distortion // -Phys. Rev Lett. -2005. -94. -p. 081801.

13. C. L. Bennett et al, First Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Preliminary Maps and Basic Results // -Astrophys J. Suppl. -2003 -148 -p. 1

14. D N. Spergel et al. WMAP Collaboration., First Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations- Determination of Cosmological Parameters // -Astrophys. J. Suppl. -2003. -148. -p 175

15. M. Tegmark et al SDSS Collaboration., Cosmological parameters from SDSS and WMAP 11 -Phys. Rev. -2004. -D69. -p. 103501.

16. F. Englert and R Brout, Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons // -Phys Rev. Lett. -1964. -13. -p. 321.

17. P. W. Higgs, Broken Symmetry and the Masses of Gauge bosons // -Phys. Rev. Lett. -1964. -13. -p. 508.

18. P W Higgs, Broken symmetries, massless particles and gauge fields // -Phys Lett. -1964. -12 -p. 132.

19. G S. Guralnik, C. R. Hagen and T. W. B. Kibble, Global Conservation Laws and Massless Particles // -Phys. Rev. Lett. -1964. -13. -p. 585.

20. P. W. Higgs, Spontaneous Symmetry Breakdown Without Massless Bosons // -Phys. Rev. -1966. -145 -p. 1156.

21. Y. Narnbu, Axial vector current conservation in weak interactions // -Phys. Rev. Lett. -1960. -4. -p. 380.

22. J. Goldstone, Field Theories With Superconductor Solutions // -Nuovo Cim. -1961. -19. -p. 154.

23. J. Goldstone, A. Salarn and S. Weinberg, Broken Symmetries // -Phys. Rev. -1962. -127 -p. 965.

24. R. D. Peccei and H. R Quinn, CP Conservation In The Presence Of Instantons // -Phys. Rev. Lett. -1977. -38 -p 1440.

25. R D. Peccei and H. R. Quinn, Constraints Imposed By CP Conservation In The Presence Of Instantons // -Phys. Rev. -1977. -D16. -p. 1791.

26. Ю. А. Гольфанд, E. П. Лихтман, Расширение алгебры генераторов группы Пуанкаре и нарушение Р-инвариантности. // -Письма ЖЭТФ. -1971. -13. -р. 452.

27. S. Deser and В Zumino, Broken Supersyinmetry and Supergravity, -Phys. Rev. Lett, -1977 -38. -p. 1433.29. ,. R. Ellis. K. Enqvist and D. V Nanopoulos, A Very Light Gravitino In A No Scale Model // -Phys Lett. -1984. -B147. -p. 99.

28. J. R. Ellis, К Enqvist and D V. Nanopoulos. Noncompact Supergravity Solves Problems // -Phys Lett. -1985. -B151. -p. 357.

29. T. Bhattacharya and P. Roy, Role of Chiral Scalar and Pseudo&calar in two Photon Production of a Superlight Gravitino // -Phys. Rev. -1988. -D38. -p 2284

30. G. F. Giudice and R Rattazzi, Theories with gauge-mediated supersyinmetry breaking // -Phys. Rept -1999. -322. -p. 419.

31. Д С. Горбунов, С. JI. Дубовский, С. В. Троицкий, Калибровочный механизм передачи нарушения суперсимметрии // -Усп. Физ. Наук. -1999. -т. 169 -стр. 705.

32. A. Brignole, F. Feruglio and F. Zwirner, Aspects of spontaneously broken N = 1 global supersymmetry in the presence of gauge interactions // -Nucl. Phys. -1997. -B501. -p. 332.

33. T. Bhattacharya and P. Roy, Unitarity Limit on the Gaugino-Gravitino Mass Ratio // -Phys. Lett. -1988. -B206. -p. 655.

34. A. Brignole, F. Feruglio and F. Zwirner, Signals of a superlight gravitino at e^ e~~ colliders when the other superparticles are heavy // -Nucl. Phys. -1998. -B516. -p. 13. (erratum: ibid. -1999. -B555. -p.653).

35. A Brignole, F Feruglio, M. L. Mangano and F. Zwirner, Signals of a superlight gravitino at hadron colliders when the other superparticles are heavy // -Nucl. Phys. -1998. -B526. -p 136 (erratum- ibid. -2000. -B582. -p.759).

36. E. Perazzi, G. Ridolfi and F. Zwirner, Signatures of massive sgoldstinos at er e" colliders // -Nucl. Phys. -2000. -B574. -p. 3.

37. E Perazzi, G. Ridolfi and F. Zwirner, Signatures of massive sgoldstinos at hadron colliders // -Nucl. Phys -2000 -B590. -p. 287.

38. D. S. Gorbunov, Light sgoldstino: Precision measurements versus collider searches // -Nucl. Phys -2001. -B602. -p. 213.

39. D. S. Gorbunov and N. V. Krasnikov, Prospects for sgoldstino search at the LHC // -ЛНЕР, -2002. -0207. -p. 043.

40. A. Brignole and A. Rossi, Flavour non-conservation in goldstino interactions // -Nucl. Phys -2000 -B587 -p 3.

41. D. Gorbunov, V Ilyin and B. Mele, Sgoldstino events in top decays at LHC // -Phys. Lett. -2001. -B502 -p. 181.

42. D. S. Gorbunov and V. A. Rubakov, Kaon physics with light sgoldstinos and parity conservation // -Phys. Rev -2001 -D64. -p. 054008

43. I. V. Ajinenko et al., Search for light pseudoscalar sgoldstino in K- decays // -hep-ex/0308061.

44. D S. Gorbunov and V. A. Rubakov, On sgoldstino interpretation of HyperCP events // -Phys. Rev. -2006. -D73. -p. 035002.

45. S. V. Demidov and D. S. Gorbunov, More about Sgoldstino Interpretation of HyperCP Events // -Письма в ЖЭТФ. -2006 -т. 84. -стр. 479.

46. M. Sher, Electroweak Higgs Potentials And Vacuum Stability // -Phys. Rept. -1989. -179. -p. 273.

47. N. Arkani-Hamed and S. Dimopoulos, Supersyminetric unification without low energy supersymrnetry and signatures for fine-tuning at the LHC // -JHEP -2005. -050G -p. 073.

48. G. F. Giudice and A Romanino, Split supersymrnetry // -Nucl. Phys -2004. -B699. -p 65., (erratum: ibid -2005. -B706. -p. 65)

49. N. Arkani-Hamed, S. Dimopoulos, G. F. Giudice and A Romanino, Aspects of split supersymrnetry // -Nucl Phys -2005 -B709. -p. 3.

50. В Mukhopadhyaya and S. SenGupta, Sparticle spectrum and phenomenology in split supersymrnetry Some possibilities // -Phys Rev. -2005. -D71. -p 035004.

51. A. Arvanitaki, C. Davis, P W. Graham and J. G. Wacker, One loop predictions of the finely tuned SSM // -Phys. Rev. -2004. -D70. -p. 117703.

52. В. А Рубаков, Большие и бесконечные дополни 1ельные измерения // -Усп. Физ. Наук. -2001. -т. 171. -стр. 913.

53. L. Randall and R. Sundrum, A large mass hierarchy from a small extra dimension // -Phys. Rev. Lett. -1999. -83. -p. 3370.

54. W. D. Goldberger and M. B. Wise, Modulus stabilization with bulk fields // -Phys. Rev. Lett. -1999. -83. -p. 4922.

55. W. D. Goldberger and M. B. Wise, Phenomenology of a stabilized modulus // -Phys. Lett -2000. -B475. -p. 275.

56. K. m. Cheung, Phenomenology of radion in Randall-Sundrum scenario // -Phys. Rev. -2001. -D63. -p. 056007.

57. G. F. Giudice, R. Rattazzi and J. D. Wells, Graviscalars from higher-dimensional metrics and curvature-Higgs mixing // -Nucl. Phys. -2001. -B595. -p. 250.

58. V. Barger et al., Effective number of neutrinos and baryon asymmetry from BBN and WMAP // -Phys. Lett. -2003. -B566 -p 8

59. А Д Сахаров, Нарушение CP-инвариантности, С-асимметрия и бари-онная асимметрия Вселенной, // -Письма в ЖЭТФ. -1967. -5. -32.

60. S. Dimopoulos and L. Susskind, On The Baryon Number Of The Universe // -Phys. Rev. -1978 -D18 -p 4500.

61. A A Belavin, A. M. Polyakov, A. S. Shvarts and Yu S Tyupkin, Pseudoparticle solutions of the Yang-Mills equations // -Phys. Lett -1975. -B59. -p. 85

62. R Jackiw and С Rebbi, Vacuum periodicity in a Yang-Mills quantum theory // -Phys Rev. Lett. -1976 -37. -172.

63. C. G. . Callan, R F. Dashen and D. J. Gross, The structure of the gauge theory vacuum // -Phys Lett -1976 -B63. -p 334.

64. G. 't Hooft, Symmetry breaking through Bell-.Iackiw anomalies // -Phys Rev. Lett. -1976. -37. -p. 8.

65. G. 't Hooft, Computation of the quantum effects due to a four-dimensional pbeudoparticle // -Phys Rev. -1976. -D14 -p. 3432. (erratum: ibid. -1978. -D18. -p 2199)

66. V. A. Kuzmin, V A Rubakov and M. E. Shaposhnikov, On The Anomalous Electroweak Baryon Number Nonconservation In The Early Universe // -Phys. Lett. -1985. -B155. -p. 36.

67. A. G. Cohen, D. B. Kaplan and A. E. Nelson, Progress in electroweak baryogenesis // -Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. -1993. -43. -p. 27.

68. В. А. Рубаков, M. E. Шапошников, Электрослабое несохранение бари-онного числа в ранней Вселенной и в столкновениях частиц при высоких энергиях // -Усп. Физ. Наук. -1996. -т. 166. -стр. 493

69. A. Riotto and M. Trodden, Recent progress in baryogenesis // -Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. -1999. -49. -p. 35.

70. A. D. Linde, Dynamical Symmetry Restoration And Constraints On Masses And Coupling Constants In Gauge Theories // -JETP Lett -1976. -23. -p. 64. Pisma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 23 (1976) 73.

71. D. A. Kirzhnits and A. D. Linde, Symmetry Behavior In Gauge Theories // -Annals Phys. -1976. -101. -p. 195.

72. G D. Moore, Measuring the broken phase sphaleron rate nonperturbatively // -Phys. Rev. -1999 -D59. -p. 014503.

73. K. Kajantie, M. Laine, K. Rummukainen and M E. Shaposhnikov, Is there a hot electroweak phase transition at m(H) > approx. m(W)? // -Phys. Rev. Lett. -1996. -77. -p. 2887.

74. F. Csikor, Z Fodor and ,1 Heitger, Endpoint of the hot electroweak phase transition // -Phys Rev. Lett. -1999. -82. -p. 21.

75. C. Jarlskog, Commutator Of The Quark Mass Matrices In The Standard Electroweak Model And A Measure Of Maximal CP Violation // -Phys. Rev. Lett. -1985. -55. -p. 1039.

76. M. Carena, M. Quiros and С. E. M. Wagner, Electroweak baryogenesis and Higgs and stop searches at LEP and the Tevatron // -Nucl. Phys. -1998. -B524. -p. 3.

77. J. M. Cline, M. Joyce and K. Kainulainen, Supersymmetric electroweak baryogenesis // -JHEP -2000. -0007. -p. 018.

78. S. J. Huber and M. G. Schmidt, Electroweak baryogenesis: Concrete in a SUSY model with a gauge singlet // -Nucl. Phys. -2001. -B606. -p. 183

79. S. J. Huber and M. G. Schmidt, Baryogenesis at the electroweak phase transition for a SUSY model with a gauge singlet // -hep-ph/0011059.

80. M. Carena, J. M. Moreno, M. Quiros, M. Seco and С. E. M Wagner, Supersymmetric CP-violating currents and electroweak baryogenesis // -Nucl. Phys. -2001. -B599. -p. 158.

81. M. Carena, M. Quiros, M. Seco and С E. M. Wagner, Improved results in supersymmetric electroweak baryogenesis // -Nucl. Phys. -2003. -B650. -p. 24.

82. C. Lee, V. Cirighano and M. J. Ramsey-Musolf, Resonant relaxation in electroweak baryogenesis // -Phys. Rev. -2005. -D71. -p 075010.

83. S. J. Huber, T. Konstandin, T. Prokopec and M. G Schmidt, Electroweak phase transition and baryogenesis in the nMSSM // -Nucl Phys -2006 -B757. -p. 172.

84. G. W Anderson and L. J. Hall, The Electroweak phase transition and baryogenesis // -Phys Rev -1992 -D45 -p. 2685.

85. A. T Davies, C. D Froggatt and R. G. Moorhouse, Electroweak Baryogenesis in the Next to Minimal Supersymmetric Model // -Phys. Lett. -1996. -B372. -p. 88.

86. M. Dine and A. Kusenko, The origin of the matter-antimatter asymmetry // -Rev. Mod. Phys. -2004. -76. -p. 1.

87. H. Park et al. HyperCP Collaboration., Evidence for the decay E"1" —»-Phys. Rev. Lett. -2005. -94. -p. 021801.

88. X. G. He, ,J. Tandean and G. Valencia, Light Higgs production in hyperon decay // -Phys. Rev. -2006. -D74. -p. 115015.

89. X. G. He, J. Tandean and G. Valencia, Has HyperCP observed a light Higgs boson? // -hep-ph/0610362.

90. D. S. Gorbunov, Hyperon Physics with Light Sgoldstino // -In: Proc. of 13th Int. Sem. "Quarks-2004", ed. by D. G. Levkov, V. A. Matveev, V. A. Rubakov, -2005. -I, -p. 472.96. http://www.fnal.gov/pub/news05/HyperCP.html

91. Д С. Горбунов, С. В. Демидов, Перспекивы поиска нейтральных скалярных частиц в реакции рр —* 77 + jet на LHC // -Ядерная Физика. -2006. -т.69. -стр. 712.

92. S. V. Demidov, Search for Higgs boson and other neutral scalar particles in association with high energy jet at LHC // -In: Proc. of 13th Int. Sem. "Quarks-2004", ed by D. G. Levkov, V. A. Matveev, V. A Rubakov, -2005. -Vol.1, -p. 321

93. W. M. Yao et al Particle Data Group., Review of particle physics // J. Phys -2006 -G33. -p 1.

94. M. Dubinin, V Ilyin, V. Savrin Light Higgs Boson Signal at LHC in the Reactions pp + + Jet and pp —* 7 + 7 + Lepton // -CMS Note -1997. -101.

95. S. Abdullin, M. Dubinin, V. Ilyin, D Kovalenko, V. Savrin and N. Stepanov, Higgs boson discovery potential of LHC in the channel pp —* 77 + jet // -Phys. Lett -1998. -B431. -p. 410.

96. D. de Florian, M. Grazzim and Z. Kunszt, Higgs production with large transverse momentum in hadronic collisions at next-to-leading order // -Phys. Rev. Lett -1999. -82. -p. 5209.

97. V. Del Duca, F. Maltoni, Z. Nagy and Z. Trocsanyi, QCD radiative corrections to prompt diphoton production in association with a jet at hadron colliders // -JHEP, -2003. -0304. -p. 059.

98. D. de Florian and Z. Kunszt, Two photons plus jet at LHC: The NNLO contribution from the g g initiated process // -Phys. Lett. -1999. -B460. -p. 184.

99. В Field, S. Dawson and J. Smith, Scalar and pseudoscalar Higgs boson plus one jet production at the LHC and Tevatron // -Phys. Rev. -2004. -D69. -p. 074013.

100. S. V. Deinidov, Electroweak phase transition in split SUSY // -Surveys High Energ. Phys. -2004. -19. -p. 211.

101. S. V. Demidov and D. S. Gorbunov, Non-minimal Split Supersymmetry // -2007. -JHEP. -02. -p. 055.

102. L. Bergstrom, R. Safadi and P. Singer, Phenomenology of EH—> p/T/~ and the Structure of the Weak Nonleptonic Hamiltonian // —Z Phys. -1988 -C37. -p. 281.

103. X. G. He, J. Tandean and G. Valencia, The decay —» plTl~ within the standard model // -Phys. Rev. -2005. -D72. -p. 074003.

104. D. S. Gorbunov and A. V. Semenov, CompHEP package with light gravitino and sgoldstinos // -hep-ph/0111291.

105. X G. He, J. Tandean and G Valencia, Implications of a new particle from the HyperCP data on pM~ // -Phys. Lett. -2005. -B631. -p. 100.

106. N G. Deshpande, G. Eilam and J. Jiang. On the possibility of a new boson X0 (214-MeV) in £T р/Г/Г // -Phys. Lett -2006. -B632. -p. 212.

107. C. Q Geng and Y. K. Hsiao, Constraints on the new particle in —> р/Л/Г // -Phys. Lett. -2006. -B632. -p 215.

108. H Y. Cheng, С. K. Chua and C. W. Hwang, Covariant light-front approach for s-wave and p-wave mesons. Its application to decay constants and form factors // -Phys Rev. -2004. -D69. -p. 074025.

109. D. Melikhov and B. Stech, Weak form factors for heavy meson decays: An update // -Phys. Rev. -2000. -D62. -p. 014006.

110. D. Ebert, R. N. Faustov and V. O. Galkin, Weak decays of the B/c meson to charmonium and D mesons in the relativistic quark model // -Phys. Rev. -2003. -D68. -p. 094020.

111. R. N. Mohapatra and A. Rasin, A Supersymmetric Solution to CP Problems // -Phys Rev. -1996. -D54. -p. 5835.

112. Т. M. Aliev and M. Savci, Analysis of the semileptonic В/с —► В/и к l+l~ decay from QCD sum rules // -Eur. Phys. J. -2006. -C47. -p. 413.

113. N. Setzer and S. Spinner, One-loop RGEs for two left-right SUSY models // -Phys. Rev. -2005. -D71. -p. 115010.

114. U. G. Meissner, Low-Energy Hadron Physics From Effective Chiral Lagrangians With Vector Mesons // -Phys. Rept. -1988. -161 -p. 213.

115. J Gasser and H. Leutwyler, Chiral Perturbation Theory To One Loop // -Annals Phys. -1984. -158. -p 142.

116. A. Pich, Effective field theory // -hep-ph/9806303.

117. P Ball, J. M. Frere and M. Tytgat, Phenornenological evidence for the gluon content of г/ and г/ // -Phys. Lett. -1996. -B365. -p. 367

118. R Escribano and J M. Frere, Study of the 77 — ^'-system in the two mixing angle scheme // -JHEP -2005. -0506. -p 029.

119. T. Feldmann and P. Kroll, Mixing of pseudoscalar mesons // -Phys. Scnpta,2002 -T99. -p 13.

120. D J Gross, S. В Treiman and F Wilczek, Light Quark Masses And Isospin Violation // -Phys. Rev. -1979. -D19. -p 2188.

121. S. Frixione, Isolated photons in perturbative QCD // -Phys. Lett. -1998. -B429. -p 369.

122. A. Pukhov et al., CompHEP: A package for evaluation of Feynman diagrams and integration over multi-particle phase space. User's manual for version 33 // -hep-ph/9908288.

123. E. Boos et al. CompHEP Collaboration., CompHEP 4.4: Automatic computations from Lagrangians to events // -Nucl. Instrum. Meth. -2004. -A534 -p. 250.

124. A. Djouadi, J. Kalinowski and M. Spira, HDECAY: A program for Higgs boson decays in the standard model and its supersyrnmetric extension // -Comput. Phys. Commun. -1998. -108. -p. 56.

125. T. Figy, C. Oleari and D Zeppenfeld, Next-to-leading order jet distributions for Higgs boson production via weak-boson fusion // -Phys. Rev. -2003 -D68. -p. 073005.

126. J. Pumplin, D. R. Stump, J. Huston, H. L. Lai, P. Nadolsky and W. K. Tung, New generation of parton distributions with uncertainties from global QCD analysis // -ЛНЕР -2002. -0207. -p 012.

127. ATLAS detector and physics performance. Technical design report. Vol. 2 // -CERN-LHCC-99-15. -1999. -15.

128. CMS: The electromagnetic calorimeter. Technical design report // -CERN-LHCC-97-33 -1997 -33.

129. Z. Bern, L. J. Dixon and C. Schmidt, Isolating a light Higgs boson from the di-photon background at the LHC // -Phys Rev. -2002 -D66 -p. 074018.

130. C. Anastasiou, K. Melnikov and F. Petriello. Fully differential Higgs boson production and the di-photon signal through next-to-next-to-leading order // -Nucl. Phys. -2005. -B724. -p. 197.

131. G. Abbiendi et al OPAL Collaboration., Search for radions at LEP2 // -Phys. Lett. -2005 -B609. -p. 20. (erratum, ibid. -2006. -B637. -p. 374).

132. P. Abreu et al. DELPHI Collaboration., Search for the sgoldstino at s(1/2) from 189-GeV to 202-GeV // -Phys. Lett. -2000. -B494. -p. 203.

133. T. Konstandin, Т. Prokopec, M. G. Schmidt and M. Seco, MSSM electroweak baryogenesis and flavour mixing in transport equations // -Nucl. Phys. -2006. -B738. -p. 1.

134. M. Carena, A. Megevand, M. Quiros and С. E. M. Wagner, Electroweak baryogenesis and new TeV fermions // -Nucl. Phys. -2005. -B716. -p. 319.

135. E. Brubaker et al. Tevatron Electroweak Working Group., Combination of CDF and DO results on the mass of the top quark // -hep-ex/0608032.

136. M. Quiros, Finite temperature field theory and phase transitions // -In Proc. of Summer School in High Energy Physics and Cosmology, Edited by A. Masiero, G. Senjanovic, A. Smirnov. Singapore. -World Scientific. -1999. -436p.

137. S R Coleman and E. Weinberg, Radiative Corrections As The Origin Of Spontaneous Symmetry Breaking // -Phys. Rev -1973 -D7. -p 1888.

138. L. Dolan and R Jackiw, Symmetry Behavior At Finite Temperature // -Phys. Rev. -1974 -D9. -p. 3320.

139. J. M. Moreno, M. Quiros and M Seco, Bubbles in the supersymmetric standard model // -Nucl. Phys. -1998 -B526. -p. 489.14G. P. John, Bubble wall profiles with more than one scalar field. A numerical approach // -Phys Lett -1999. -B452. -p. 221.

140. S. J. Huber, P John, M. Laine and M G Schmidt, CP violating bubble wall profiles // -Phys Lett. -2000. -B475. -p. 104

141. S. J. Huber, P. John and M. G. Schmidt, Bubble walls, CP violation and electroweak baryogenesis in the MSSM // -Eur. Phys J. -2001. -C20. -p. 095.

142. D. Bodeker, W. Buchmuller, Z. Fodor and T Helbig, Aspects of the cosmological electroweak phase transition // -Nucl. Phys -1994. -B423. -p. 171.

143. P. Arnold and O. Espinosa, The Effective potential and first order phase transitions: Beyond leading-order // -Phys. Rev. -1993 -D47. -p. 354G. (erratum: ibid. -1994. -D50. -p. 6662).

144. T. Konstandin, T. Prokopec and M. G. Schmidt, Kinetic description of fermion flavor mixing and CP-violating sources for baryogenesis // -Nucl. Phys. -2005. -B716. -p. 373.

145. M. Joyce, Т. Prokopec and N. Turok, Electroweak baryogenesis from a classical force // -Phys Rev. Lett. -1995. -75. -p. 1695. (erratum: ibid. -1995. -75. -p. 3375).

146. M. Joyce, T. Prokopec and N Turok, Nonlocal electroweak baryogenesis. Part 1: Thin wall regime // -Phys. Rev. -1996. -D53. -p. 2930.

147. A Riotto, The more relaxed supersymmetric electroweak baryogenesis // -Phys. Rev. -1998. -D58. -p. 095009.

148. G. F. Giudice and M E. Shaposhnikov, Strong sphalerons and electroweak baryogenesis // -Phys. Lett. -1994. -B326. -p. 118.

149. G. D. Moore and K. Rummukainen, Classical sphaleron rate on fine lattices // -Phys. Rev. -2000. -D61. -p. 105008.

150. M. E. Shaposhnikov, Baryon Asymmetry Of The Universe In Standard Electroweak Theory // -Nucl Phys. -1987. -B287. -p. 757.

151. M E. Shaposhnikov, Structure Of The High Temperature Gauge Ground State And Electroweak Production Of The Baryon Asymmetry // -Nucl. Phys -1988. -B299. -p. 797.

152. A. I. Bochkarev and M. E. Shaposhnikov, Electroweak Production Of Baryon Asymmetry And Upper Bounds On The Higgs And Top Masses // -Mod. Phys Lett. -1987. -A2. -p. 417.

153. D. Chang, W. F. Chang and W. Y. Keung, Electric dipole moment in the split supersymrnetry models // -Phys. Rev. -2005. -D71. -p. 076006.

154. N. G. Deshpande and J. Jiang, Signals for CP violation in split supersymrnetry // -Phys. Lett. -2005. -B615 -p. 111.

155. G. F. Giudice and A. Romanino, Electric dipole moments in split supersymrnetry // -Phys. Lett. -2006. -B634. -p. 307.

156. M. Pospelov and A. Ritz, Theta induced electric dipole moment of the neutron via QCD sum rules // -Phys. Rev. Lett. -1999. -83. -p. 2526.

157. M. Pospelov and A. Ritz, Neutron EDM from electric and chromoelectric dipole moments of quarks // -Phys. Rev. -2001. -D63. -p. 073015.

158. G. Abbiendi et al. OPAL Collaboration., Search for chargino and neutralino production at s^2) = 192-GeV to 209-GeV at LEP // -Eur. Phys. J. -2004. -C35. -p. 1.

159. В. C. Regan, E. D. Commins, C. J. Schmidt and D. DeMille, New limit on the electron electric dipole moment // -Phys. Rev. Lett. -2002. -88. -p. 071805.

160. C. A. Baker et al., An improved experimental limit on the electric dipole moment of the neutron // -Phys. Rev. Lett. -2006 -97 -p 131801.

161. A. Pierce, Dark matter in the finely tuned minimal supersyrnrnetric standard model // -Phys. Rev -2004. -D70. -p 075006

162. P. Gondolo and G. Gelmini, Cosmic Abundances Of Stable Particles. Improved Analysis // -Nucl Phys -1991 -B360 -p. 145

163. T Nihei, L. Ros/kowski and R Ruiz de Austri. Exact cross sections for the neutralino WIMP pair-annihilation // -JHEP -2002. -0203. -p. 031.

164. M. E Machacek and M T Vaughn, Two Loop Renormalization Group Equations In A General Quantum Field Theory. 1. Wave Function Renormalization // -Nucl. Phys. -1983 -B222. -p. 83

165. M. E. Machacek and M. T. Vaughn, Two Loop Renormalization Group Equations In A General Quantum Field Theory 2 Yukawa Couplings // -Nucl. Phys. -1984. -B236. -p. 221.

166. M. E. Machacek and M. T. Vaughn, Two Loop Renormalization Group Equations In A General Quantum Field Theory. 3. Scalar Quartic Couplings // -Nucl. Phys. -1985 -B249. -p. 70.

167. S. F. King and P. L. White, Resolving the constrained minimal and next-to-minimal supersyrnrnetric standard models // -Phys. Rev. -1995. -D52. -p. 4183